Реконструкция очистных сооружений биологической очистки

Федеральное агентство по образованию

Московский государственный  строительный университет

 

Институт инженерно-экологического строительства и механизации 

 

Кафедра «Водоотведения и водной экологии»

 

 

 

 

 

Пояснительная записка к  курсовому проекту

по дисциплине:

«Реконструкция инженерных систем и сооружений»

 

 

 

Выполнил:		Студент группы ВиВ-5-2
	Даева Ю.С.
Руководитель:		Гогина Е.С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2012

 

Содержание

Введение. 4

1. Исходные данные 4

Описание существующей технологический схемы 4

2. Состав и свойства сточных вод и расчет необходимой степени их очистки 5

2.1. Определение расходов  сточных вод 5

2.2. Определение концентраций  загрязнений в сточных водах,  поступающих на очистные сооружения 5

2.3. Определение степени очистки 7

3. Выполнение поверочных расчетов действующих очистных сооружений 7

3.1. Поверочный расчет  решеток. 7

3.2. Поверочный расчет  песколовок 8

3.2. Поверочный расчет первичных отстойников 9

3.3. Поверочный расчет аэротенков 10

3.4. Поверочный расчет вторичных отстойников 14

4. Определение мероприятий по реконструкции очистных сооружений 15

4.1. Решетки 15

4.2. Песколовки 16

4.3.Аэротенки 17

4.4. Расчет количества воздуха. 20

4.5. Удаление из сточных вод соединений фосфора 22

Расчет вертикального  смесителя вихревого типа 22

Камеры хлопьеобразования 23

Контактный резервуар 23

4.6. Вторичные отстойники 24

4.7. Блок обеззараживания воды ультрафиолетом 26

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Расчет сооружений по обработке осадка 28

5.1. Расчет количества осадка, идущего на сооружения по обработке осадка. 28

5.2. Расчет илоуплотнителей 29

5.3. Расчет аэробных стабилизаторов 30

5.4. Расчет уплотнителей стабилизированного ила 31

5.5. Расчёт фильтр - прессов 32

5.6. Термическая сушка осадка 34

5.7. Песковой бункер 35

5.8. Дробилки отходов 35

6. Мероприятия по реконструкции существующих очистных сооружений. 37

6.1. Решетки 37

6.2 Песколовки 37

6.3 Отстойники 37

6.4 Аэротенк. 37

7. Описание технологического процесса станции хозяйственно-биологической очистки сточных вод после проведения реконструкции. 38

Список используемой литературы 39

 

Перечень графического материала:  Лист 1 - Генплан очистных сооружений

 Лист 2 - Технологическая  схема очистных сооружений

 

 

Введение.

Большинство эксплуатируемых  в настоящее время городских  локальных канализационных комплексов очистных сооружений нуждаются в  реконструкции, т.к. построены достаточно давно и не в полной мере удовлетворяют современным требованиям. Это касается как эффективности очистки сточных вод, так и экономической составляющей.

Таким образом, перед реконструкцией очистных сооружений стоит комплекс проблем, таких как:

Невозможность пропуска существующими  очистными сооружениями требуемых  расходов воды, а так же их износ.

Недостаточная эффективность  очистки СВ, а так же отсутствие сооружений по очистке СВ от таких элементов, как азот и фосфор.

1. Исходные данные

Описание  существующей технологический схемы

На существующей технологической  схеме сточные воды от города по напорным трубопроводам поступают в приемную камеру, где происходит усреднение скорости потока, далее самотеком поступает в здание решеток. Пройдя очистку от крупноразмерных отбросов, сточная вода самотеком по каналу попадает в горизонтальные песколовки с круговым движением воды, где происходит осаждение нерастворенных минеральных примесей. Осажденный песок в количестве 1,0 м3/сут попадает на песковые площадки, а сточная вода по самотечному трубопроводу  поступает в первичные вертикальные отстойники, где происходит отстаивание сточной воды от взвешенных веществ. Осветленная сточная вода далее поступает на сооружение биологической очистки - аэротенк, где происходит окисление органических загрязнений. Далее сточная вода поступает во вторичные отстойники, аналогичные по конструкции с первичными, которые необходимы для задержания активного ила, откуда самотеком – в блок обеззараживания жидким хлором, где происходит дезинфекция очищенных сточных вод. Очищенная вода по самотечному трубопроводу направляется к оголовку выпуска на сброс в водоем. Вынос показателей качества очищенных сточных вод полностью не удовлетворяет требованиям сброса сточной воды в водоем рыбо-хозяйственного назначения.

Образовавшийся осадок от первичных и вторичных отстойников  поступает на иловые площадки на естественном основании.

Производится реконструкция  существующих канализационных очистных сооружений под новый суточный расход городских сточных вод Q=15000 м³/сут.

Действующие очистные сооружения указаны в таблице 1.

 

Таблица 1 

Наименование сооружения	Количество	Длина, м	Глубина, м	Диаметр, м
Песколовки горизонтальные с круговым движением воды	2	-	0,6	2,9
Первичные отстойники вертикальные	4	-	6,0	6,0
Аэротенкитрехкоридорные	2	12	3,0	-
Вторичные отстойники вертикальные	6	-	6	6

2. Состав и свойства сточных  вод и расчет необходимой степени  их очистки

2.1. Определение расходов  сточных вод

 

 

По [3] таб.2 принимаем в  соответствии со средним расходом сточных  вод 173,6 л/с общий коэффициент неравномерности притока сточных вод Kgen = 1,58.Тогда:

 

 

2.2. Определение концентраций  загрязнений в сточных водах,  поступающих на очистные сооружения

Концентрацию загрязняющих веществ надлежит определять исходя из удельного водоотведения на одного жителя.

Для того, чтобы определить концентрации загрязнений в заданном расходе, необходимо определить количество жителей.

 

где:

• – новый расход воды, поступающий на ОС
• q = 300 л/чел*сут – норма водоотведения на одного жителя в сутки.

 

Определение концентраций бытовых  сточных вод производится по формуле 

 

где:

• С – концентрация загрязнений, мг/л;
• а – норма загрязнений в сутки на одного жителя. Для неосветленной жидкости по [3] таб. 25 принимаем а = 75 г/сут;

Подставив все известные  значения в выше приведенную формулу, получим

 

Концентрация взвешенных веществ:

 

• а = 65г/сут*чел.

 

Концентрация азота аммонийного:

 

• а = 8г/сут*чел.

 

Концентрация фосфатов:

 

• а = 3,3 г/сут*чел.

 

2.3. Определение степени очистки

Рассчитываем концентрации после очистки. Используя соотношение БПК:N:P=100:5:1,находим значения:

ΔL=250-15=235

Т.к. на каждые 100мг/л БПК  концентрация N уменьшается на 5 ,а фосфатов на 1,тогда:при изменении БПК на 235

находим коэффициент k=235/100=2,35,тогда

Nex=Nen-K*5=26,7 -2,35*5=14,95>НСО=0.39 мг/л

Pex=Pen-k*1=11-2,35=8,65>НСО=0,25мг/л

Вывод:Требуется глубокая очистка

Определение концентрации азота 

NH4-аммонийный азот, молекулярная масса М=18

18 соответствует 26,7 мг/л  тогда

14г соответсвенно будет Nоen=14*26,7/18=20,7 мг/л

Аналогично находим на выходе Noex=14*0.39/18=0.45 мг/л

3. Выполнение поверочных расчетов действующих очистных сооружений

Под поверочным расчетом подразумевается расчет пропускной способности действующего сооружения с учетом новых нормативных данных и существующих размеров сооружения.

3.1. Поверочный расчет  решеток.

На существующих очистных сооружениях вода очищается через  крупнопрозорные решетки. На данный момент оптимальнее принимать мелкопрозорные решетки. Таким образом, они будут заменены на новые.

Количество загрязнений, снимаемых с данных решёток составляет 8 л/год на 1 человека.

Объём улавливаемых отбросов: .

При плотности отходов  , масса загрязнений . 

3.2. Поверочный расчет песколовок

Длина песколовки:

 

•  – диаметр по оси лотка

 

• D – диаметр песколовки,
• B – ширина лотка песколовки (B=0,5 м)

 

Площадь зеркала воды:

 

Максимальный пропускной расход одной песколовки:

 

•  – гидравлическая нагрузка на песколовку ().

Максимальный пропускной расход всех действующих песколовок:

 

• n – количество действующих песколовок.

Площадь живого сечения:

 

• h – глубина лотка.

Скорость движения воды в песколовке при новом расходе:

 

Вывод: сооружения перегружены.

Объем осадка в сутки, равен 

 

 

3.2. Поверочный расчет  первичных отстойников

Концентрация ВВ в СВ перед поступлением в первичный отстойник будет составлять 216,7 мг/л с учетом 10%-го снятия минеральных загрязнений на песколовках:

 

 

Гидравлическая крупность:

 

где:

• Н_set – глубина проточной части в отстойнике (Н_set = 3,8 м)

По табл. СНиП II-32-74 при помощи интерполяции определяем t_set при концентрации взвешенных веществ 195,03 мг/л и принятого эффекта осветления Э = 23,1%, t_set= 600 с. По СНиП 2.04.03-85 определяем показатель степени n=0,2;

• h₁ = 500 мм.

 

Максимальный пропускной расход одного отстойника:

 

где:

• – коэффициент использования объема (0,65),
• – диаметр отстойника,
• – диаметр впускного устройства (1000 мм),
• – турбулентная составляющая скорости потока (0 мм/с).

 

Максимальный пропускной расход всех действующих отстойников:

 

Вывод: сооружения работают в нормальном режиме.

 

 

Тогда для 

 

.

,тогда .

Для Cen=195.03 мг/л и tset=654с по таблице 30 СНип 2.04.03-85 Эффектиность сооружений с новым расходом составит  Э=21.5%

3.3. Поверочный  расчет аэротенков

Определяем БПК сточных  вод, выходящих из отстойника. Она  снижается на 10-15% по сравнению БПК  воды, поступающей на отстаивание.

Так как БПК_полн превышает 150 мг/л, то необходима регенерация активного ила. Принимаем к расчету аэротенки с регенераторами( Согласно СНиП 2.04.03-85 п. 6.141).                                  

Расчетный расход: Q_расч735м³/ч

Определение степени рециркуляции активного ила.

 

• Принимаем иловый индекс J = 100 см³/г;
• а = 3 г/л – доза ила.

Определение БПК смеси  активного ила и сточной воды:

 

• L_ex = 15 мг/л – БПК_полн выходящей воды.

Определение продолжительности  обработки воды в аэротенке:

 

При проектировании аэротенков с регенераторами продолжительность  окисления органических загрязняющих веществ t_O, ч, надлежит определять по формуле:

 

• R_i - следует определять по формуле (52);
• a_r - доза ила в регенераторе, г/л, определяемая по формуле:

 

• S – зольность ила, принимается равной 30% по т.40 СНиПа.
• - удельная скорость окисления для аэротенков - смесителей и вытеснителей, определяемая по формуле (49) при дозе ила a_r. мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч.

 

• = 85 мг/гч – максимальная скорость окисления, принимаем по [3, табл. 40];
• Со = 2 мг/л – концентрация растворенного кислорода;
• Kl = 33 мг БПК/л – константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ;
• Ко = 0,625 мг О₂/л – константа, характеризующая влияние кислорода;
• = 0,07 л/г – коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила. [3, табл.40]
• a_i - доза ила, г/л.

Определение продолжительности  регенерации:

 

Определение продолжительности  пребывания воды в системе аэротенк-регенератор:

 

Определение средней дозы ила в системе:

 

Определение нагрузки на ил:

 

На основании  [3, табл. 41] принимаем иловый индекс J = 75.36 см³/г при нагрузке на ил q = 353.6 мг/гсут, что превышает 5% предел от первоначального

Сделаем пересчет, так как  разница между принятым и полученным иловым индексом значительна.

Определим степень рециркуляции активного ила, ориентировочно приняв дозу ила аi = 3 г/л и иловый индекс J = 75.36 см³/г:

Определение степени рециркуляции активного ила.

 

• Принимаем иловый индекс J = 114,11 см³/г;
• а = 3 г/л – доза ила.

 

Определение БПК смеси  активного ила и сточной воды:

 

• L_ex = 15 мг/л – БПК_полн выходящей воды.

Определение продолжительности  обработки воды в аэротенке:

 

При проектировании аэротенков с регенераторами продолжительность  окисления органических загрязняющих веществ t_O, ч, надлежит определять по формуле: